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在电力电子系统中,三相并网逆变器是连接分布式发电系统与电网的关键设备,其控制性能直接影响电能质量和系统稳定性。典型的控制架构采用电压环和电流环的双环控制策略,同时将功率控制融入电流环的参考值生成环节。
电压环作为外环,主要任务是维持直流侧电压稳定。它通过测量实际直流电压并与给定值比较,经过PI调节器输出电流环的参考幅值。该环节确保逆变器在负载变化或输入功率波动时,始终保持能量平衡。
电流环作为内环,负责跟踪快速变化的电流指令。其参考值由两部分构成:一是电压环输出的电流幅值;二是功率控制模块生成的目标电流相位,通常通过锁相环获取电网电压相位,再结合有功/无功功率指令计算出d轴和q轴电流分量。这种设计使系统既能实现单位功率因数并网,又能精确控制传输功率。
功率控制层通过调节电流环的参考值实现能量管理。在PQ控制模式下,直接给定有功功率和无功功率指令,经坐标变换后生成旋转坐标系下的电流参考;在V/f控制模式下,则通过调节输出电压实现特定控制目标。
该控制体系具有动态响应快、抗扰动能力强等特点。电压环的慢速响应保证了大信号稳定性,电流环的快速调节实现了对电网谐波和瞬态扰动的抑制,而功率控制的引入使系统具备了灵活的并网运行能力。实际应用中还需考虑电网阻抗变化、锁相精度、采样延迟等因素对控制性能的影响。